Alpha-Zerfall

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Die Abfrage enthält hat eine leere Bedingung.


  • Warum nicht p, n, d-, sondern α-Zerfall?
Grund
Die hohe Bindungsenergie Eα = 28 MeV bewirkt, daß diese Energie besonders für schwere Kerne (ab ca. 200U) oft größer ist als die Ablösearbeit von 2 Protonen und 2 Neutronen,

so daß -Zerfall energetisch möglich wird.

  • Warum nicht spontaner Zerfall in für Kernreaktionen typischen Zeiten von 10-21 s?
Grund
Coulombbarriere, Tunneleffekt
11.1.alpha.tunneleffekt.png


Tunneleffekt (Gamow): "Überspringen der Barriere wegen Energieunschärferelation ". Vereinfacht mit Rechteckbarriere:


-Zerfall vereinfachte Darstellung durch Rechteckbarriere

Anpassung der Wellenfunktionen und ihrer Ableitungen an den beiden Sprungstellen ergibt 4 Bestimmungsgleichungen für die 5 Amplituden A, B, C, D, F (A Normierung).


Transmission

Für "dicke" Barriere Kd >> 1 ist eKd der beherrschende Faktor, d.h. . Für allgemeinen Potentialverlauf: mit Gamowfaktor , z. B. für Coulombpotential ist der Gamowfaktor in mathematisch geschlossener Form angebbar und tabelliert.

ANMERKUNG Schubotz: Vorgerechnet in [1]


Somit Übergangswahrscheinlichkeit A für α-Zerfall:

mit "Wahrscheinlichkeit für die Bildung eines a-Teilchens mal Zahl der Stößels gegen Potentialwall"
Zahl der Stöße
Experimentell


11.3.alpha.beispiele.entstehung.png

Weitere Informationen

(gehört nicht zum Skript)

  • siehe lok. Maximum bei He in Darstellung der Bethe-Weizäcker Formel für E_B/A
  • Extraktion eines Schweren Kerns unwahrscheinlicher als durch Gamow-Faktor auszurechnen da sich mehr Nukleonen im Kerninneren zu einem gebilde mit passendem (N,Z) formieren müssen
    • Z geht exponentiell in Wahrscheinlichkeit ein
    • Experiment 10 counts in einem halben Jahr
  • Q-Wert Höhe des präformierten Teilches über dem Grudniveau des Potetntialtopfes

Coulomb-Barriere

Prüfungsfragen

Frage zum -Zerfall (Gamow-Faktor mit Abhängikeiten). (Prof. Kanngießer)


  1. VLKP,??